汽车电源系统

汽车电源系统第1页/共62页课题一蓄电池2.熟悉蓄电池的检查要点、充电方法3.掌握蓄电池常见故障的诊断与排除方法4.掌握蓄电池的使用与维护方法1.熟悉蓄电池的功用、结构、分类与工作原理第2页/共62页发动机不能起动一辆轿车停放静置半年之后，不能正常起动发动机，将点火开关旋到ON挡，打开前大灯，灯光黯淡，按电喇叭，声音也微弱沙哑。这表明蓄电池电压不足，出现此问题该如何解决呢？蓄电池又该如何正确使用以及进行维护呢？第3页/共62页

为正确使用、维护蓄电池，蓄电池出现故障时，迅速将故障排除，必须：

12掌握蓄电池的结构及工作原理。3综合分析故障原因，将故障彻底排除。

了解蓄电池的功用及分类。第4页/共62页一、蓄电池的功用及分类1.功用

(1)发动机起动时，向起动机和点火系统供电。

(2)发电机不发电或电压较低（低于蓄电池端电压）时，向用电设备供电。

(3)发电机过载时，协助发电机向用电设备供电。

(4)发电机电压高于蓄电池端电压时，将发电机多余的电能转化为化学能储存起来（即充电）。

(5)保持汽车电网电压的相对稳定，保护用电设备及电子元器件。2.分类普通蓄电池免维护蓄电池混合蓄电池复合蓄电池微电子控制蓄电池分类第5页/共62页

一般由三个或六个单格电池串联而成，每个单格的额定电压为2V。1-极板组2－外壳3－隔板4－正极柱5－联条6－加液孔螺塞7－负极柱

二、蓄电池的结构与工作原理（2－1）

1.结构铅酸蓄电池的组成第6页/共62页1－栅架2－活性物质

桑塔纳轿车放射性栅架

（1）极板

蓄电池的极板分为正极板和负极板。二、蓄电池的结构与工作原理（2－2）

极板的组成第7页/共62页（1）极板

蓄电池的极板由栅架和填充在其上的活性物质组成。二、蓄电池的结构与工作原理（2－3）

蓄电池极板结构示意图第8页/共62页

（2）隔板在正、负极板间起绝缘作用。

（3）外壳用于盛放电解液和极板组，并使蓄电池构成一个整体。壳内间壁分成3个或6个互不相通的单格。蓄电池的单格电池之间采用铅质联条串联。

（4）电解液形成电离，促使极板活性物质溶离，产生可逆的电化学反应。它是由纯净的专用硫酸和蒸馏水按一定的比例配制而成。相对密度一般在1.24-1.31。

（5）联条作用是将单格电池串联起来。二、蓄电池的结构与工作原理（2－4）

（6）电极柱为便于区分，正电极柱上或旁边标有“+”或“P”记号，负电极柱标有“一”或“N”记号。有些电池正极柱涂有红色油漆。a)侧置式b)圆锥形c)L形铅蓄电池电极柱的外形第9页/共62页二、蓄电池的结构与工作原理

（2－5）2.工作原理

蓄电池的工作原理就是化学能与电能的相互转化。当蓄电池将化学能转化为电能而向外供电时，称为放电过程当蓄电池与外界直流电源相联而将电能转化为化学能储存起来时，称为充电过程

蓄电池基本工作原理第10页/共62页二、蓄电池的结构与工作原理（2－6）

2.工作原理放电过程充电过程蓄电池的充放电过程中的化学反应是可逆的，总的反应式如下：PbO2

＋Pb＋2H2SO4

==

2PbSO4

＋2H2O第11页/共62页

清除蓄电池表面的灰尘、氧化物等杂质。

1.蓄电池液面高度的检查玻璃管测量法液面高度指示线法加液孔液位判断法第12页/共62页一、蓄电池的检查（1－2）2.蓄电池放电程度的检查方法1：用密度计测量电解液相对密度

电解液的密度与放电程度的关系是密度每下降0.01g/cm3相当于蓄电池放电6％。

方法2：用高率放电计检查蓄电池

测量时，将放电叉紧压在单格电池的极柱上，时间不超过5s。单格电池的电压在1.5V以上，并在5s内保持稳定，说明此单格电池良好。第13页/共62页1.判断是否需要充电：蓄电池电解液密度低于1.20g/cm3或单格电池电压低于1.75V时，应对蓄电池进行充电；若是电解液液面过低，可补充蒸馏水，使电解液液面符合标准，再进行补充充电。第14页/共62页三、蓄电池常见故障的诊断与检修（3－1）蓄电池的常见故障有：外部故障：

外壳裂纹、极柱松动、封胶干裂内部故障有

极板硫化、活性物质脱落、极板栅架腐蚀、极板短路、自放电、极板拱曲。第15页/共62页三、蓄电池常见故障的诊断与检修（3－2）1.内部故障(1)蓄电池自行放电充足电或第一天使用良好的蓄电池，放置较短的时间即感觉存电不足，甚至无电，起动机运转无力，喇叭声音微弱且沙哑，灯光黯淡。1)故障原因：电解液不纯、蓄电池溢出的电解液堆积在盖板上等。2)故障诊断与排除①检查并清洁蓄电池外表面。②检查当所有电路切断时，是否还有某些电器元件或部件在耗用蓄电池电能。a.试灯法:蓄电池外电路漏电测试在拆下搭铁电缆后，用小功率试灯串人蓄电池负极柱与搭铁电缆之间，若试灯发亮，说明电路有漏电。b.电压表或电流表测试：检查数字钟、电子调谐式收放机、发动机控制微机的二极管在点火开关断开时的耗电情况，可用电压、电流表进行测试。c.用欧姆表测试：从蓄电池上拆下搭铁电缆，将欧姆表测试棒分别连接搭铁电缆与蓄电池正极电缆，其电阻值应不少于100Ω。蓄电池外电路漏电测试第16页/共62页(2)电解液消耗过快经常添加蒸馏水进行补充。

1)故障原因：①蓄电池外壳破裂造成电解液渗漏。②充电电流过大，电解液蒸发或析出。③极板硫化或短路。

2)故障诊断与排除①检查蓄电池外壳有无裂纹及渗漏，壳体破损应换用新蓄电池。②电解液消耗过快的同时，伴有经常烧坏灯泡等现象，表明充电电流过大，应更换电压调节器。③连续多次长时间使用起动机，也会造成蓄电池电解液损耗增多。三、蓄电池常见故障的诊断与检修（3－3）1.内部故障（3)蓄电池电容量降低起动机运转无力、起动困难。

1)故障原因①新蓄电池未进行充、放电循环锻炼，未达到规定容量。②电压调节器工作不良，致使蓄电池经常充电不足或过充电，极板活性物质脱落。③电解液密度过低④电解液密度过高或液面长时间过低，引起极板硫化。⑤经常长时间使用起动，造成大电流放电，致使极板损坏。

2)故障诊断与排除先用万用表测量蓄电池的开路电压，然后用起动机起动发动机，并检查蓄电池的端电压。电压降应≤3V,表明蓄电池良好；若电压降在4—6V，说明蓄电池充电不足，应对蓄电池进行补充充电，并检修其电源系统。若电压降＞6V，说明蓄电池内部有故障，应予以更换。第17页/共62页

(1)容器破裂蓄电池固定螺母拧得过紧、汽车行驶中剧烈震动、外物撞击和电解液结冰等引起。

可根据电池电解液液面高度以及电池底部的潮湿情况来判断是否有裂纹存在，裂纹一般在其四角或附近区域。蓄电池的裂纹小的可以修补，严重的要更换蓄电池。

(2)封口胶破裂破裂后，电解液从裂缝中渗出，与杂质混合会导致蓄电池外部导通短路，引起蓄电池自放电。

封口胶有轻微裂缝的话，可以清洁干燥后，用喷灯喷裂纹处烤热熔封。裂缝严重的可以把封口胶清除干净，重新封口。

三、蓄电池常见故障的诊断与检修（3－4）2.外部故障第18页/共62页三、蓄电池常见故障的诊断与检修（3－5）2.外部故障(3)极柱螺栓或螺母腐蚀

如果蓄电池的极柱螺栓和接线端已经腐蚀产生污物，可以用竹片将污物刮去，用抹布蘸有5％的碱液擦去残余的污物和酸液，用水清洗干净。然后在极柱和接线端的表面涂上凡士林油保护。如果腐蚀比较严重，应该更换极柱连接螺栓和螺母。

(4)蓄电池爆炸:蓄电池充电后期，电解液中的水分解为氢气和氧气。

为了防止蓄电池产生爆炸事故，必须使蓄电池的通气孔保持畅通，严禁蓄电池周围有明火，蓄电池内部连接处的焊点要牢固，以免松动引起火。第19页/共62页四、蓄电池的使用与维护（4－1）大电流放电时间不宜过长，使用起动机，时间应≤5s，相邻两次起动应间隔15s以上

充电电压不宜过高，应充电电压增高10％-12％时，蓄电池寿命就会缩短2/3左右尽量避免蓄电池过放电和长期处于欠电状态下工作，放完电的蓄电池应在24h内进行充电

冬季使用蓄电池，要特别注意保持充足电状态，以免电解液密度降低而结冰

使用方法蓄电池的维护经常清除蓄电池表面的灰尘、电解液及氧化物，疏通加液孔盖的气孔

经常检查蓄电池安装是否牢固可靠，蓄电池与车架间应有防震垫

应保证导线接头与电极柱连接可靠，接触良好

应经常（一般冬季行驶10天，夏季行驶5天）检查电解液液面的高

严格执行换季节、换地区时电解液密度的调整定期（每两个月或一个月）检查蓄电池的放电程度，超过规定时立即充电

第20页/共62页一、填空题

1.正极板活性物质是

色的___________，负极板的活性物质是____________色的____________为了使电解液能顺利渗入极板内部，极板的活性物质具有___________性。

2.蓄电池的联条是____________式的，整体盖蓄电池的联条在____________，多采用________或____________式的结构。

3.国产负极板的厚度为_________，正极板为

。国外大多采用厚度为____________的薄型钢板（正极板比负极板稍厚），薄型极板对_______________和_________________都十分有利。

4.蓄电池常见的内部故障主要有____________、电解液消耗过快和____________。二、判断题1.蓄电池在汽车与发电机及所有用电设备都是并联的。（）第21页/共62页2.因为蓄电池工作时，负极板负担比正极板重，故单格电池中负极板比正极板多一片。（）3.在正常工作温度范围内，随电解液温度降低，蓄电池的内阻将增大。（）4.蓄电池充电时端电压高于它的电动势，两者之差为其内阻上的电压降。（）三、选择题1.当充电使单格电池电压达到2.4V左右时，蓄电池会出现（）现象。A、蓄电池内部开始出现气泡B、电解液呈“沸腾”状态C、电压维持在该数值上不再升高2.电解液的密度高于规定值时，应用（）进行调整。A、蒸馏水B、纯硫酸C、相对密度为1.4的稀硫酸3.已知普通铅蓄电池额定容量，在补充充电时，第一阶段充电电流应选择（）。第22页/共62页A.额定容量的1/10B.额定容量的1/15C.必须查表选择四、简答题1.蓄电池存电不足的表现有哪些?2.如何检修蓄电池的电解液消耗过快？3.蓄电池充电的注意事项有哪些？

三、实践与练习

如何用玻璃管检查蓄电池的电解液的液面高度？第23页/共62页课题二发电机及电压调节器1．掌握交流发电机的检修方法2．掌握电压调节器的检测方法

3．熟悉交流发电机的使用注意事项

第24页/共62页一只交流发电机在做简单测试时，发现测试灯泡不亮，说明发电机不发电。汽车用发电机在日常使用中导致其不发电的原因很多，我们碰到后该如何分析，准确快捷地找到故障点，将发电机修复呢？交流发电机的测试第25页/共62页1了解车用交流发电机和电压调节器的作用及分类。2掌握它们的结构和工作原理。3根据故障现象，分析判断故障原因，逐步查找故障点，将发电机修复。

要准确快捷地检修汽车发电机和调节器，要：

第26页/共62页一、发电机的作用、结构与工作原理（1-1)1.发电机的作用与分类

作用：车用发电机是汽车电器系统的主要电源，由发动机驱动，发电机正常工作时，给除起动机以外所有的用电设备供电，同时给蓄电池充电。

2)按磁场绕组搭铁方式的不同可分为内搭铁式和外搭铁式

第27页/共62页一、发电机的作用、结构与工作原理（1-2)2.交流发电机的结构与工作原理(1)结构：硅整流发电机一般由三相同步交流发电机和硅整流二极管组成。交流发电机结构

1－前端盖2－皮带轮3－风扇4－转子轴5－轴承6－电刷7－后罩盖8－调节器9－集流环10－转子总成11－后端盖12－定子总成

第28页/共62页一、发电机的作用、结构与工作原理（1-3)2.交流发电机的结构与工作原理2.交流发电机的结构与工作原理(1)结构：第29页/共62页一、发电机的作用、结构与工作原理（1-４)桑塔纳轿车整体式交流发电机定子的结构1－中性点2、3、4－定子绕组端子三角形连接星（Y)形连接2.交流发电机的结构与工作原理(1)结构：第30页/共62页一、发电机的作用、结构与工作原理（1-5)外装式电刷架2.交流发电机的结构与工作原理(1)结构：内装式电刷架负元件板负元件板正元件板正元件板第31页/共62页一、发电机的作用、结构与工作原理（1-6)2.交流发电机的结构与工作原理(2)交流发电机的发电原理：

基本原理是电磁感应原理。交流发电机的转子是一旋转磁场，当转子由发动机带轮带动旋转时，由于定子绕组与磁感应线有相对切割运动，所以在三相绕组中产生交流电动势。第32页/共62页一、发电机的作用、结构与工作原理（1-7)2.交流发电机的结构与工作原理(3)交流发电机的整流原理：三相桥式整流电路及电压波形

三相桥式全波整流电路（六个二极管）中，六只二极管中两只两只轮流导通，在R上得到一个较平稳的脉动直流电压。

第33页/共62页一、发电机的作用、结构与工作原理（1-8)2.交流发电机的结构与工作原理(3)交流发电机的整流原理：九管整流器在六管整流器的基础上增加了三只小功率的正极管--励磁二极管。还能用来控制充电指示灯。

带中性点整流管的整流器

（11个二极管）

在中性点和发电机正、负极间分别接一个较小功率的整流二极管，对中性点处的高次谐波进行整流将其输出电流叠加在输出端，以提高发电机的输出功率。

第34页/共62页二、电压调节器的结构与工作原理（2-1)1.电压调节器的作用、特点和分类作用：发电机输出电压也会随着其转速的升高而升高，电压调节器使输出电压恒定。特点：体积小、工作频率高、调节效果好、可靠性高、使用寿命长。分类：电磁振动式电压调节器和电子式电压调节器。

2.电压调节器的结构及工作原理(1)晶体管调节器内搭铁外搭铁第35页/共62页二、电压调节器的结构与工作原理（2-2)2.电压调节器的结构及工作原理(2)集成电路调节器

集成电路调节器是利用集成电路(IC)组成的调节器。现代汽车大量采用集成电路调节器，如JT151型、JT152型混合集成电路调节器已与国产发动机配套使用，这种发电机称为整体式交流发电机。第36页/共62页二、电压调节器的结构与工作原理（2-3)2.电压调节器的结构及工作原理(2)集成电路调节器

集成电路调节器装在发电机上，可直接检测发电机的输出电压，也可通过导线检测蓄电池端电压的变化，来调节发电机的输出电压。因而根据其电压检测点的不同，可分为发电机电压检测法和蓄电池电压检测法两种。UP=ULR2／(R1+R2)=UBR2／(R1+R2)，检测点P加到稳压管VSl两端的反向电压与发电机的端电压UB成正比，所以该线路称为发电机电压检测法。

第37页/共62页二、电压调节器的结构与工作原理（2-4)2.电压调节器的结构及工作原理(2)集成电路调节器

加到分压器R1和R2的电压为蓄电池端电压，由于通过检测点P加到稳压管VDl上的反向电压与蓄电池端电压成正比，所以该线路称为蓄电池电压检测法。

第38页/共62页一、交流发电机的检修（1-1）1－发电机后支架2－发电机前支架3－卡子4－螺栓5－螺栓6－螺母7－弹垫8－螺母9－发电机l0－弹垫11－螺母12－罩13－橡胶塞14－V带轮15－V带16－弹垫17－螺母套18－缓冲垫圈19－调整吊臂20－轴套21－垫圈22－弹垫23－螺栓24－螺栓25－垫圈26－风扇27－螺母

1.(桑塔纳车用)交流发电机的拆卸与分解第39页/共62页一、交流发电机的检修（1-2）1.(桑塔纳车用)交流发电机的拆卸与分解

1）交流发电机的拆卸步骤:取下V带取下发电机取下罩

2)发电机的分解取下V带轮将转子从轴承座上取下将二极管底板与定子一起从外壳内取出拆下碳(电)刷架、调压器和抗干扰电容第40页/共62页2.交流发电机的检修（1)转子总成的检修1)短路及断路检查用万用表检测两集电环间的电阻，其值应为3-4Ω。大于此值或为无穷大，说明有断路故障；小于3Ω，说明有短路故障。有故障的转子应修理或更换。2)搭铁检查用万用表检测集电环与转子轴之间的阻值，应为无穷大。否则，有搭铁故障，应予修理或更换。

搭铁检查短路及断路检查一、交流发电机的检修（1-3）第41页/共62页2.交流发电机的检修（1)转子总成的检修

3)转子铁心及转子轴的检测铁心不得有松旷的现象；转子的直线度检查，轴外圆与滑环的径向圆跳动应≤0.10mm。4)集电环的检测表面光滑平整，若有划伤或沟槽，应用“00”号砂纸磨光；有游标卡尺测量集电环的外径，其值不得小于标准直径0.5mm，否则应更换；集电环的厚度≥2mm。

集电环的检测转子铁心及转子轴的检测一、交流发电机的检修（1-4）第42页/共62页2.交流发电机的检修（2)定子总成的检修搭铁检查1)电枢绕组表面2)搭铁检查断路检查一、交流发电机的检修（1-5）3)断路检查第43页/共62页2.交流发电机的检修（2)定子总成的检修4)绝缘检查（3)电刷架组件的检修1)电刷架的检修2)电刷的检修3)电刷弹簧的检修

一、交流发电机的检修（1-6）第44页/共62页（4)整流器的检修：用万用表测量正反向电阻判定正副二极管，判断是否短路、断路。整流器的检修（5)前后壳体、后端盖及轴承的检修（1)前后壳体、端盖的检修。发电机端盖不允许有裂纹，且安装孔不能过于松旷，否则应作镶套处理。端盖上的轴承孔与轴承外径一般为0.01-0.02mm的过盈量。（2)轴承的检修。轴承应转动灵活，无明显的杂音，滚珠与滚道上应无斑点，轴承的轴向、径向间隙应≤0.2mm否则应更换。一、交流发电机的检修（1-7）2.交流发电机的检修（2)定子总成的检修第45页/共62页3.交流发电机的装配注意事项(6)发电机装车后，应检查其传动V型带张力。一、交流发电机的检修（1-8）(1)各绝缘衬套及绝缘垫圈不得漏装。(2)发电机前、后端盖及定子铁芯应按装配标记对正装合。(3)各螺栓应按规定力矩拧紧。(4)装合后，转子在定子内应转动灵活，无碰擦现象。(5)硅整流发电机的所有接线必须连接正确；蓄电池必须负极搭铁；各线路连接好之前，最好不要转动发电机，以防烧坏二极管、熔丝及线路。第46页/共62页二、电压调节器的检修（2-1）

晶体管电压调节器由于使用不当或质量不佳，可能出现以下的故障：

(1)发电机不发电。

(2)发电机电压过高，充电电流过大，蓄电池电解液沸腾，消耗快。检查：在调节器“F”和发电机“F”接线柱之间，串联一只量程为10A的直流电流表，用以测量励磁电流和转速之间的变化关系。起动发动机，观察电流表的指针。1.晶体管电压调节器的常见故障与检修晶体管电压调节器的检查第47页/共62页二、电压调节器的检修（2-2）1.晶体管电压调节器的常见故障与检修(1)若电流表指针指示为0，多为VT断路故障，应更换新品；

(2)若电流表在低转速时有较稳定的指示，而在转速升高到800-1000r／min之后，指示值随转速的升高而加大，则为VT2短路或VD、VTl断路，应更换新品；

(3)若电流随转速的升高而减小，表示调节器良好。。

2.集成电路电压调节器的检修：损坏和失效后只能更换新产品。判断方法就是就车检查。集成电路电压调节器检查

1-交流发电机2－可调稳压直流电源3－蓄电池第48页/共62页三、硅整流发电机使用的注意事项（1－1）

7.发电机与专用调节器配套使用，并确保连线正确可靠。

1.蓄电池必须负极搭铁，不得接反。2.发电机运转时，不能采用刮火法检查发电机是否发电。3.若发现发电机不发电或充电电流很小时，不能继续使用。4.禁止用兆欧表或220V交流电源检查发电机的绝缘性能，否则将击穿二极管。5.发电机自行熄火时，应将点火开关断开。6.发动机运转时，不得随意切断发电机与蓄电池之间的导线。第49页/共62页一、填空题1.硅整流发电机主要由______、______、______、______、______、______及_____等部分组成。2.硅整流发电机的整流器一般是由________只二极管组成的_______________整流电路。3.硅整流发电机整流器的作用就是利用二极管的_________________________________，通过_________________整流电路，将电枢绕组产生的三相交流电转换成______________________。4.电压调节器可分为________________________和________________________两类。5.检测三相定子绕组的断路时，万用表的一表笔接在三相绕组的中性点，另一表笔分别接绕组的______________。电阻值应_____________。若有一相电阻值为无穷大，则该相_______________。第50页/共62页

二、判断题1.任何发电机定子的作用都是产生交流电。（）2.硅整流发电机是利用二极管整流。（）3.目前国产的硅整流发电机均为负极搭铁（）。4.如果晶体管电压调节器的大功率管断路，在发电机转速较高时其电压将超过规定值。（）5.因为发电机外壳直接搭铁，因此发电机搭铁接柱与调节器搭铁接柱间的连接导线可省。（）三、简答题1.简述桑塔纳轿车整体式交流发电机的拆装顺序。2.简述交流发电机整流器的工作原理。3.如何用万用表判断正二极管和负二极管及其好坏？4.如何用万用表判断定子绕组的好坏？第51页/共62页课题三电源系电路2.掌握电源系常见故障的诊断与排除方法1.掌握电源系电路的工作原理第52页/共62页

一辆轿车在中速行驶状态时，充电指示灯时亮时灭，不断的闪烁。由故障现象可以初步判定为汽车电源系故障，电源系的常见故障现象还有很多种，比如充电指示灯不亮、常亮等。充电指示灯时亮时灭第53页/共62页掌握根据电源系常见故障现象来诊断并排除故障的方法，必须：

1熟悉汽车电源系的组成及其主要部件——蓄电池和发电机的相关知识。2熟练掌握汽车电源系的电路走向及特点。3综合分析，做出正确判断，并逐步检查，找出故障点，彻底排除故障。第54页/共62页一、电源系电路工作原理(1-1)桑塔纳系列轿车电源系电路1－中央线路板2－蓝色导线3、8－黑色导线4－点火开关5－充电指示灯6－红色导线7－蓄电池9－起动机10整体式交流发电机第55页/共62页一、电源系电路工作原理(1-2)

整体式交流发电机的3只正极管与3只负极管组成一个三相桥式全波整流电路，称为输出电流整流电路。

其输出端B+用红色导线与起动机30端子连接。3只磁场二极管与三只负极管也组成一个三相全波整流电路，称为磁场电流整流电路。

其输出端D+用蓝色导线经蓄电池旁边的单端子连接器T1后与中央线路板D插座的D4端子连接，再经中央线路板内部电路与A插座的A16端子相连。点火开关30端子用红色导线经中央线路板上的单端子插座P与蓄电池正极连接，点火开关15端子用黑色导线与仪表盘坐下方14端子黑色插座的14号端子连接，经仪表盘的印刷电路上的电阻R1、R2和充电指示灯（R2和充电指示灯串联后再与R1并联）和二极管接回到14端子黑色插座的12号端子，再用蓝色导线与中央线路板A插座的A16端子连接。

当点火开关置于1档时，发电机转速低于1200r/min时，发电机输出电压低于蓄电池的端电压，发电机不给蓄电池充电，蓄电池向用电设备供电，同时也为发电机“＋”→红色导线→中央线路板单端子插座P端子→中央线路板内部→中央线路板